वर्तमान में, ऑटोमोटिव पाइपलाइन की जटिलता में वृद्धि के साथ, अधिक से अधिक वेल्डिंग बिंदु, अनिवार्य रूप से बहुत सारी लौ वेल्डिंग समस्याएं लाते हैं, निश्चित रूप से, प्रत्येक वेल्डिंग विधि के अपने फायदे और नुकसान होते हैं। यह लेख लेजर वेल्डिंग एयर कंडीशनिंग पाइपलाइन की व्यवहार्यता का विश्लेषण करने के लिए है।
एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर वेल्डिंग की समस्या को कैसे हल करें
आज, मशीनिंग उद्योग में लेजर वेल्डिंग का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, लेजर तकनीक में छोटे वेल्डिंग हीट इनपुट, छोटे वेल्डिंग हीट क्षेत्र प्रभाव, विकृत करना आसान नहीं आदि की विशेषताएं भी हैं, इसलिए इसे एल्यूमीनियम मिश्र धातु वेल्डिंग के क्षेत्र में विशेष ध्यान मिला है।
दूसरी ओर, एल्यूमीनियम मिश्र धातु की प्रसंस्करण विशेषताओं के कारण, एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर वेल्डिंग में कुछ वेल्डिंग कठिनाइयां हैं। इन समस्याओं का समाधान कैसे करें?
समस्या 1:एल्यूमीनियम मिश्र धातु में लेजर की अवशोषण दर कम होती है।
यह समस्या मुख्य रूप से एल्यूमीनियम मिश्र धातु सामग्री के कारण है। लेजर बीम के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु की उच्च प्रारंभिक परावर्तनशीलता और उच्च तापीय चालकता के कारण, पिघलने से पहले एल्यूमीनियम मिश्र धातु में लेजर बीम का अवशोषण कम होता है। ठोस अवस्था में एल्यूमीनियम मिश्र धातु के भीतर मुक्त इलेक्ट्रॉनों के उच्च घनत्व के कारण एल्यूमीनियम मिश्र धातु का लेजर प्रकाश पर एक मजबूत प्रतिबिंब प्रभाव होता है, जो बीम में फोटॉन के साथ बातचीत करता है और ऊर्जा को दूर प्रतिबिंबित करता है। अध्ययनों से पता चला है कि एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की परावर्तनशीलता गैसीय CO2 लेजर के लिए 90% और ठोस लेजर के लिए 80% के करीब है। इसी समय, एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में मजबूत तापीय चालकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं द्वारा लेजर प्रकाश का अवशोषण कम होता है। इसलिए, एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं द्वारा लेजर प्रकाश के अवशोषण में सुधार के लिए उचित उपाय किए जाने चाहिए।
इस समस्या के समाधान में मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलू शामिल हैं।
1. एल्यूमीनियम मिश्र धातु सामग्री की सतह का पूर्व उपचार। एल्यूमीनियम मिश्र धातु में उच्च लेजर प्रतिक्रिया होती है। एल्यूमीनियम मिश्र धातु की सतह का उचित पूर्व-उपचार, जैसे कि एनोडिक ऑक्सीकरण, इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग, सैंडब्लास्टिंग, सैंडब्लास्टिंग, आदि सतह पर उज्ज्वल ऊर्जा के अवशोषण में काफी सुधार कर सकते हैं। अध्ययनों से पता चला है कि ऑक्साइड फिल्म को हटाने के बाद एल्यूमीनियम मिश्र धातु की क्रिस्टलीकरण प्रवृत्ति मूल एल्यूमीनियम मिश्र धातु की तुलना में अधिक है। एल्यूमीनियम मिश्र धातु की सतह खत्म को नष्ट न करने के लिए, लेजर वेल्डिंग प्रक्रिया को सरल बनाएं, आप लेजर की सामग्री के अवशोषण में सुधार करने के लिए वर्कपीस की सतह के तापमान को बढ़ाने के लिए वेल्डिंग प्रक्रिया का उपयोग कर सकते हैं।
2. स्पॉट का आकार कम करें और लेजर पावर घनत्व बढ़ाएं। लेजर में एल्यूमीनियम मिश्र धातु के अवशोषण में सुधार करने के लिए लेजर पावर घनत्व को बढ़ाकर। लेजर पावर घनत्व में वृद्धि से वेल्डिंग पिघला हुआ पूल एक छोटा छेद प्रभाव उत्पन्न करेगा, जो सामग्री को लेजर अवशोषण दर में काफी बढ़ा सकता है।
3. वेल्डिंग संरचना को बदलें, ताकि एल्यूमीनियम मिश्र धातु की लेजर वेल्डिंग की सुविधा के लिए लेजर बीम अंतराल में कई बार प्रतिबिंबित हो। जोड़ का आकार लेज़र के अवशोषण को प्रभावित करेगा। वी-बेवल और स्क्वायर बेवेल नो-बेवल जोड़ों की तुलना में कीहोल के निर्माण के लिए अधिक अनुकूल हैं, जिससे कि लेजर पावर घनत्व बढ़ जाता है, और लेजर के एल्यूमीनियम मिश्र धातु के अवशोषण में वृद्धि होती है।
समस्या 2: सरंध्रता और थर्मल दरारें उत्पन्न करना आसान है, एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर वेल्डिंग प्रक्रिया में सरंध्रता और थर्मल दरारें होने का खतरा है।
एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर वेल्डिंग में सरंध्रता सबसे आम और सबसे महत्वपूर्ण प्रकार का दोष है। सरंध्रता के प्रकारों को 2 श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है।
एक वर्ग एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर वेल्डिंग के कारण हाइड्रोजन घुलनशीलता की शीतलन प्रक्रिया में तेजी से गिरता है, पिघली हुई अवस्था एल्यूमीनियम मिश्र धातु हाइड्रोजन सामग्री {{0}} तक होती है। 69mL/100 ग्राम, एल्यूमीनियम मिश्र धातु की ठंडा जमना 0.036 की हाइड्रोजन सामग्री एमएल/100 ग्राम, अतिसंतृप्त हाइड्रोजन अवक्षेपण और हाइड्रोजन छिद्रों का निर्माण। इसके अलावा, एल्यूमीनियम मिश्र धातु की सतह पर ऑक्साइड फिल्म की एक परत होती है, और एल्यूमीनियम मिश्र धातु की सतह पर क्रिस्टलीय पानी, सुरक्षात्मक गैस में हवा और नमी वेल्डिंग के दौरान सीधे हाइड्रोजन में विघटित हो जाती है। एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर वेल्डिंग की तेजी से शीतलन प्रक्रिया में ये हाइड्रोजन छिद्र बच जाते हैं, और हाइड्रोजन छिद्र बनाने के लिए वेल्ड में रहते हैं।
एक अन्य श्रेणी कीहोल की अस्थिरता और पतन से उत्पन्न लेजर वेल्डिंग प्रक्रिया के कारण है, तरल धातु बनने वाले छिद्रों को भरने के लिए बहुत देर हो चुकी है। अत्यधिक सरंध्रता वेल्ड की सघनता को कम कर देगी, जोड़ की भार-वहन क्षमता को कम कर देगी, और जोड़ की ताकत और प्लास्टिसिटी में अलग-अलग डिग्री की कमी कर देगी।
कई उपायों से सरंध्रता दोषों में एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर वेल्डिंग को कम करें, जैसे कि लेजर बीम के चलने वाले ट्रैक को बदलना, सरगर्मी के लिए पिघले हुए पूल में बीम दोलन का उपयोग करना, सतह से निकलने वाले सरंध्रता की संभावना को बढ़ाना, का उपयोग फिलर तार या फिलर मिश्र धातु पाउडर, साथ ही डुअल-स्पॉट तकनीक और लेजर मिश्रित वेल्डिंग और अन्य उपायों के उपयोग से सरंध्रता के प्रभाव को कम किया जा सकता है, लेकिन इसे जड़ से खत्म करना मुश्किल है। लेजर पावर तरंग को समायोजित करने के लिए वेल्डिंग प्रक्रिया में एल्यूमीनियम मिश्र धातु की सामग्री, मोटाई और सतह की स्थिति के अनुसार एल्यूमीनियम की तापीय चालकता अपेक्षाकृत अच्छी है। जैसा कि वेल्डिंग के लिए वेवफॉर्म की नोक से पहले चित्र में दिखाया गया है, वेल्डिंग के लिए इन्सुलेशन वेवफॉर्म के बाद प्रीहीटिंग से पहले भी इस्तेमाल किया जा सकता है, ब्लोइंग पॉइंट को कम करने के लिए और सरंध्रता एक निश्चित भूमिका निभाती है। यह छिद्रों के अस्थिर पतन को कम कर सकता है, लेजर बीम के विकिरण के कोण को बदल सकता है, और वेल्डिंग में एक चुंबकीय क्षेत्र लागू कर सकता है, लेकिन वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न छिद्रों को प्रभावी ढंग से नियंत्रित भी कर सकता है।
एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर वेल्डिंग में थर्मल क्रैकिंग के कारण मुख्य रूप से इसकी अपनी विशेषताओं और वेल्डिंग प्रक्रिया से संबंधित हैं। एल्यूमीनियम मिश्र धातु ठोसकरण संकोचन (5% तक), वेल्डिंग तनाव और विरूपण, और अनाज सीमाओं के साथ क्रिस्टलीकरण में वेल्ड धातु एक कम पिघलने बिंदु यूटेक्टिक संगठन का उत्पादन करेगी, जिससे कि बंधन बल की अनाज सीमाएं तन्य तनाव में कमजोर हो जाएंगी गर्म दरारों के निर्माण की क्रिया के तहत।
तार या मिश्र धातु पाउडर भरने की विधि को अपनाने से गर्म टूटने की प्रवृत्ति को कम किया जा सकता है, और वेल्डिंग प्रक्रिया मापदंडों को समायोजित करके हीटिंग और शीतलन गति को नियंत्रित करने से गर्म टूटने की प्रवृत्ति को भी कम किया जा सकता है। YAG लेजर का उपयोग करते समय, क्रिस्टल क्रैकिंग को कम करने के लिए पल्स तरंग को समायोजित करके हीट इनपुट को नियंत्रित किया जा सकता है।
समस्या 3:वेल्डेड लिंक के यांत्रिक गुणों में कमी - नरम होना
वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान मिश्र धातु तत्वों के जलने से एल्यूमीनियम मिश्र धातु वेल्डेड लिंक के यांत्रिक गुणों में कमी आती है।
"सॉफ्टनिंग" वेल्डेड जोड़ों की ताकत और कठोरता में कमी की घटना है। जब लेजर वेल्डिंग एल्यूमीनियम मिश्र धातु जोड़ों का उपयोग किया जाता है, तो वेल्डेड जोड़ों के वेल्ड ऊतक और गर्मी से प्रभावित क्षेत्र में समान नरमी की समस्या होती है। बड़ी संख्या में अध्ययनों से पता चला है कि एल्यूमीनियम मिश्र धातु वेल्डिंग की नरमी की घटना को मौलिक रूप से समाप्त करना मुश्किल है, लेकिन कम गर्मी इनपुट के कारण गैस परिरक्षित वेल्डिंग, लेजर वेल्डिंग की तुलना में, ताकि वेल्ड नरमी क्षेत्र संकीर्ण हो। एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर वेल्डिंग और पिघलने इलेक्ट्रोड गैस परिरक्षित वेल्डिंग लेजर वेल्डेड जोड़ों की तुलना में, "नरम" डिग्री कम है, और वेल्डिंग की गति और वृद्धि में वृद्धि के साथ तन्य शक्ति। एल्यूमीनियम तत्व की आयनीकरण ऊर्जा के प्रभाव की वेल्डिंग प्रक्रिया पर प्लाज्मा कम होता है, लेजर वेल्डिंग में धातु प्लाज्मा बनने की अधिक संभावना होती है, लेजर अपवर्तन, विक्षेपण के कारण प्लाज्मा, इस प्रकार लेजर बीम स्थिति का केंद्र बिंदु बदल जाता है, इसलिए वेल्ड की गहराई का अनुपात कम हो जाता है, जिससे वेल्डेड जोड़ों की गुणवत्ता प्रभावित होती है। जंप की ऊंचाई की दिशा में प्लाज्मा के विस्तार को कम करने के लिए वर्कपीस की सतह पर पूर्व-स्थित पाउडर की विधि को अपनाएं, ताकि वर्कपीस की सतह पर प्लाज्मा जंप आयाम की सापेक्ष स्थिरता बनाए रख सके।
एल्यूमीनियम मिश्र धातु वेल्डिंग प्रक्रिया में अस्थिर छिद्रों से वेल्डेड जोड़ के यांत्रिक गुणों में कमी आती है। एल्यूमीनियम मिश्र धातु में मुख्य रूप से Zn, Mg और Al शामिल हैं। वेल्डिंग प्रक्रिया में एल्यूमीनियम का क्वथनांक अन्य दो तत्वों की तुलना में अधिक होता है। इसलिए, एल्यूमीनियम मिश्र धातु तत्वों को वेल्डिंग करते समय कम क्वथनांक वाले कुछ मिश्र धातु तत्वों को जोड़ा जा सकता है, जो छोटे छिद्रों के निर्माण और वेल्डिंग की दृढ़ता के लिए अनुकूल है।
दो एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर वेल्डिंग तकनीक
1 एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर स्व-पिघलने वाली वेल्डिंग
लेजर स्व-पिघलने वाली वेल्डिंग उच्च ऊर्जा घनत्व वाले लेजर बीम को गर्मी स्रोत के रूप में संदर्भित करती है, जो आधार सामग्री की सतह पर प्रभाव डालती है, जिससे कि आधार सामग्री स्वयं पिघल जाती है, वेल्डेड जोड़ों वेल्डिंग विधि का निर्माण होता है। एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर वेल्डिंग के लिए, लेजर परावर्तन की एल्यूमीनियम मिश्र धातु की सतह अधिक होती है, वेल्डिंग के लिए बड़ी लेजर शक्ति की आवश्यकता होती है; लेज़र स्पॉट व्यास छोटा है, वेल्डिंग उपकरण की परिशुद्धता आवश्यकताएं अधिक हैं, भागों के अंतराल का सहनशीलता मूल्य कम है, आमतौर पर भागों के अंतराल मान की आवश्यकता होती है 0.2 मिमी निम्नलिखित; हीटिंग और शीतलन गति की वेल्डिंग प्रक्रिया, वेल्ड सरंध्रता दोष, लेजर ऊर्जा घनत्व केंद्रित है, कीहोल प्रभाव आसानी से वेल्ड अवतल और काटने वाले किनारों की घटना को जन्म देता है। काटने की धार की घटना, इसलिए, वेल्डिंग प्रक्रिया मापदंडों पर उच्च आवश्यकताएं हैं। एल्यूमीनियम मिश्र धातु वेल्डिंग में लेजर स्व-पिघलने वाली वेल्डिंग अच्छी वेल्डिंग गुणवत्ता, तेज वेल्डिंग गति और आसान स्वचालन के लाभों को दर्शाती है, और ऑटोमोटिव उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। इलेक्ट्रिक वाहन उद्योग में, पावर बैटरी शेल की सीलिंग का उपयोग मुख्य रूप से एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर स्व-पिघल वेल्डिंग में किया जाता है। एल्यूमीनियम बॉडी, डोर असेंबली और वेल्डिंग के संरचनात्मक घटकों के किनारे में एक नई ऊर्जा वाहन उद्यमों का उपयोग एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर फ्यूजन वेल्डिंग में भी किया जाता है।
2 एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर भराव तार वेल्डिंग
लेजर में लेजर भराव तार वेल्डिंग अभी भी वेल्डेड धातु को पिघलाने के लिए मुख्य ताप स्रोत के रूप में है, लेकिन धातुकर्म कनेक्शन प्रक्रिया को प्राप्त करने के लिए पिघले हुए पूल में स्वचालित तार फीडिंग डिवाइस का उपयोग लगातार भराव धातु में किया जाता है। लेज़र स्व-पिघलने वाली वेल्डिंग की तुलना में, लेज़र फिलर वायर वेल्डिंग, वेल्ड के धातुकर्म गुणों में सुधार करने, वेल्ड थर्मल दरारें और सरंध्रता की उत्पत्ति को रोकने के लिए, विभिन्न संरचनाओं के तार को भरकर, वेल्डिंग प्रक्रिया अंतराल सटीकता की आवश्यकताओं को कम करती है। , और वेल्डिंग प्रक्रिया की स्थिरता और जोड़ों के यांत्रिक गुणों में सुधार करने के लिए।
एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर भराव तार वेल्डिंग में अच्छी उपस्थिति गुणवत्ता की विशेषताएं होती हैं, लेजर स्व-पिघल वेल्डिंग की तुलना में प्रक्रिया अंतराल परिशुद्धता कम होती है, आदि। इसे आमतौर पर शरीर की उपस्थिति सतह पर लगाया जाता है, जैसे कि शीर्ष कवर और साइड बाड़े के बीच , और लगेज कंपार्टमेंट कवर की बाहरी प्लेट के ऊपरी और निचले पैनल के बीच। उच्च वेल्डिंग गुणवत्ता प्राप्त करने और एल्यूमीनियम मिश्र धातु के दरवाजों को वेल्ड करने के लिए लेजर फिलर वायर वेल्डिंग का उपयोग करने के लिए कुछ मॉडल भी हैं।
3 एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर - आर्क मिश्रित वेल्डिंग
लेजर - आर्क मिश्रित वेल्डिंग लेजर और आर्क 2 प्रकार के भौतिक गुण हैं, ऊर्जा हस्तांतरण तंत्र एक साथ गर्मी स्रोत समग्र से बहुत अलग है, और वेल्डेड वर्कपीस की भूमिका में एक साथ, न केवल 2 प्रकार की गर्मी को पूरा खेल देते हैं अपने-अपने फायदे का स्रोत, लेकिन एक-दूसरे की कमियों को भी पूरा करते हैं। एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर - आर्क मिश्रित वेल्डिंग में, आर्क लेजर ताप स्रोत का मार्गदर्शन कर सकता है, लेजर अवशोषण क्षमता और वेल्डिंग प्रक्रिया ऊर्जा उपयोग पर एल्यूमीनियम मिश्र धातु में सुधार कर सकता है, और लेजर स्व-पिघल वेल्डिंग की तुलना में वेल्ड सतह को आकार दे सकता है। इसके अलावा, आर्क की शुरूआत वेल्डेड वर्कपीस की माउंटिंग सटीकता को काफी कम कर सकती है, जबकि आर्क का लेजर वेल्डिंग प्लाज्मा पर कमजोर पड़ने वाला प्रभाव होता है, जो लेजर पर प्लाज्मा के परिरक्षण प्रभाव को कम कर सकता है। लेजर चाप के स्थिरीकरण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जिससे चाप को जोड़ पर उच्च गति वेल्डिंग में स्थिर किया जा सकता है, जिससे जोड़ की वेल्डिंग गुणवत्ता में सुधार हो सकता है और वेल्डिंग की गति बढ़ सकती है।
निष्कर्ष
एल्यूमीनियम मिश्र धातु लेजर वेल्डिंग बीम ऊर्जा घनत्व 109W/cm2 तक, साथ ही इसमें केंद्रित हीटिंग, थर्मल क्षति, वेल्ड गहराई और चौड़ाई अनुपात, वेल्डिंग विरूपण इत्यादि के फायदे हैं, वेल्डिंग प्रक्रिया को एकीकृत करना, स्वचालन, लचीलापन आसान है , उच्च गति और उच्च परिशुद्धता वेल्डिंग प्राप्त की जा सकती है, और वेल्डिंग प्रक्रिया के लिए वैक्यूम वातावरण की आवश्यकता नहीं होती है, एक्स-रे का उत्पादन नहीं होता है, विशेष रूप से जटिल संरचनाओं की उच्च परिशुद्धता वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है। एल्यूमीनियम लेजर वेल्डिंग की सबसे आकर्षक विशेषता इसकी उच्च दक्षता है, और इस उच्च दक्षता को पूरा खेल देने के लिए, इसे गहरी संलयन वेल्डिंग की बड़ी मोटाई पर लागू करना आवश्यक है। इसलिए, बड़ी मोटाई वाली गहरी फ्यूजन वेल्डिंग के लिए उच्च शक्ति वाले लेजर का अनुसंधान और अनुप्रयोग भविष्य के विकास की अपरिहार्य प्रवृत्ति होगी। बड़ी मोटाई वाली गहरी फ्यूजन वेल्डिंग पिनहोल घटना और वेल्ड सरंध्रता पर इसके प्रभाव को उजागर करती है, इसलिए पिनहोल का निर्माण तंत्र और नियंत्रण अधिक से अधिक लोकप्रिय हो जाता है और उद्योग में सामान्य चिंता और अनुसंधान का एक गर्म मुद्दा बन जाएगा।
लेजर वेल्डिंग प्रक्रिया की स्थिरता में सुधार, वेल्ड निर्माण और वेल्ड गुणवत्ता में सुधार लक्ष्य हैं। इसलिए, नई तकनीकों जैसे लेजर आर्क कंपोजिट प्रोसेस, फिलर वायर लेजर वेल्डिंग, नॉन-प्रीसेट पाउडर लेजर वेल्डिंग, डुअल-फोकस तकनीक, बीम शेपिंग आदि को और बेहतर और विकसित किया जाएगा।
